白皮书：50 和 100 GigE 常见问题解答
常见问题
50GigE 和 100GigE 都是非常成功的 25GigE 技术的继承者。 从逻辑上讲，50GigE 是 25GigE 速度的两倍，100GigE 是 25GigE 速度的四倍。 所有这些都由 IEEE 802.3 工作组管理/制作。
该标准用于电信、数据通信、工业、军事等应用，现在我们将这一全球公认的跨行业技术的优势用于机器视觉应用。
是的。 GigEVision（机器视觉特定接口标准）无论其版本如何都支持 50GigE 和 100GigE 相机。 更高版本添加了一些额外的特定元素，这些元素对于使用各种 GigE Vision 兼容软件（如 NI Labview、MVTec Halcon、Norpix StreamPix、Matrox MIL、Cognex VisionPro 等）的 Emergent 相机的操作并不重要。
50GigE 的最大可用带宽为 50Gbps 或 6,250 Mbytes/s，100GigE 的最大可用带宽为 100Gbps 或 12,500 Mbytes/s，这是业界最快的单链路解决方案。
毫无疑问，50GigE 和 100GigE 都被认为是新的 SDI，因为 Broadcast 正在迅速放弃传统的 SDI 接口，转而采用基于以太网的技术。 Broadcast 的流媒体技术是 SMPTE 2110，Emergent 相机是一种固件升级，不支持该技术以无缝接入各种 Broadcast 应用程序。 今年 Emergent 相机将添加 SMPTE 2110 和 RCP 功能。
对于 50GigE 和 100GigE，该标准定义了 QSFP28，它通过使用 QSFP28 分线适配器与多速率交换机或其他设备中的 SFP+ 和 SFP28 完全兼容。
使用 QSFP28 接口主要提供三个选项，涵盖所有应用的电缆长度要求。 第一个也是最便宜的选择是直接连接，这是一种基于铜的无源解决方案，这些单根电缆的电缆长度范围为 1m 至 5m。 第二种选择使用 QSFP28 多模光纤模块/收发器和 LC-LC 多模光纤电缆，这种三片式电缆的电缆长度范围为 1m 至 100m。 第三种方案采用QSFP28单模光纤模块/收发器和LC-LC单模光缆，这种三段式光缆的光缆长度从一米到十公里不等。
这些布线选项的价格范围非常低，因为它们在多个行业中大量使用，这与某些使用机器视觉特定布线选项的接口技术不同。
如前所述，50GigE 和 100GigE 机器视觉应用的组件用于多个行业，这使得此类技术的供应商能够进行批量交易，从而降低成本。 远远超过机器视觉特定接口和技术，他们也发现自己在努力寻找适合应用程序的组件，当可用时，有时只有一个或几个供应商参与其中，这使得他们可以决定价格。
对于相机，价格与性能成正比。 与 CoaXPress (CXP) 等机器视觉特定接口相比，所有 Emergent 相机定价在性价比方面总是更好。
50GigE Emergent 相机的功耗约为 10W，与同等性能的相机一样好或更好。 在 100GigE 时，功率仅上升到约 12W，这对于同等性能的相机来说同样好或更好。 这种功耗远不是由接口驱动的，而是由如此高数据速率所需的 FPGA 处理驱动的。
当我们的相机在 10 年前首次推出时，Emergent 意识到计算机对性能接收器技术的需求，并与 Mellanox 合作，通过 Mellanox 的 VMA 或 Mellanox 的消息加速器实施技术，以支持 25GigE NIC 和更高的 NIC。
这种技术的好处是：
- 最大化每台 PC 的摄像头数量
- 极低的 CPU 利用率（1Gbps 视频流的单 CPU 内核开销为 9%）
- 最小化系统内存带宽
- 极低的延迟
- 极低的抖动
第一个项目符号主要是 2 的结果nd 4th 和5th 轴车削中心rd 点。 该软件采用 DMA 或直接内存访问从 NIC（网络接口卡）到系统内存，无需数据包标头，因此将完整的视频帧放入连续的内存位置，而无需 CPU 或系统内存交互，因为数据复制或其他 NDIS 内核绕过活动。
我们的客户向我们反馈的关于竞争性 10G 摄像头技术的局限性包括丢包和丢帧问题，即使是一台摄像头。 此外，其中一些竞争对手已经向客户公开确认，他们没有在每台 PC 上测试过超过两个摄像头。 我们的许多客户依靠我们的可靠性来在每台 PC 上运行多达 8-14 个摄像头。 Emergent Vision Technologies 多年来一直为我们的客户提供可靠、功能齐全的多相机系统。 此外，每台计算机更多的摄像头大大降低了整体系统成本。
- 超高数据/帧速率
- 许多附件和布线选项可覆盖任何长度
- 摄像机网络支持和精确的多摄像机同步方法，包括 PTP 支持
- 组播视频技术
- 低 CPU 开销、低延迟和低抖动
- 每台 PC 性能的最高摄像头数量
- 极具竞争力的成本/性能
- 由于 IEEE 和 AIA 标准化而获得行业认可
Emergent 50GigE 和 100GigE 摄像头与 Mellanox 的 VMA 相结合，在每个技术类别中均等同于或优于其他接口，并且其性价比是最好的。 有了 VMA，所有与 1GigE 相关的 CPU 利用率、延迟和抖动相关的缺点都被消除了。 行业认可度也很高。
Emergent 的解决方案通过我们的 eCapture 查看器软件和我们的 eSDK 支持 Windows 10 和 Ubuntu、RedHat 和 CentOS Linux。
是的。 我们的相机遵循 GigE Vision 标准，因此无论以太网速度如何都兼容。 当使用 Emergent 驱动程序并将其与 Mellanox NIC 和 3 结合使用时，可获得最高性能rd 第三方软件通常提供使用我们的低级驱动程序通过 GenTL 技术或其他专有方式进行帧捕获的能力。
电缆、交换机、网络接口卡——仅举几例。 许多公司长期以来一直在使用带有 QSFP 接口的工业模块和机箱刀片，这非常适合可扩展的分布式处理架构。
下图非常清楚地显示了各种应用对 10GigE 和 25GigE 的采用情况。 随着性能需求的增长，100GigE 正在悄悄进入并将占据更多的市场份额。 在机器视觉中，我们现在看到传感器证明这些数据速率适用于 AOI 等应用。
PTP 方法通常用于 Emergent 相机。 EVT_PTP eSDK 示例可用于启动您的开发。 通过开关和适当的主控配置，可以同步到亚微秒精度。
在过去 10 年中，交换机的价格大幅下降，因此您不必担心成本影响。 也就是说，如果同步精度要求不在 10 微秒范围内，则 PTP 不需要交换机和硬件大师。
此外，Emergent 提供标准的 GPIO 配件选项，允许用户通过外部硬件触发相机，通过一些用户提供的硬件信号触发，并达到亚微秒精度。
EVT_Mcast/EVT_Mcast_Master 和 EVT_Mcast/EVT_Mcast_Slave eSDK 示例可用于启动您的开发。
一般来说，一个摄像头的视频可以通过一个中等成本的交换机发送到多个接收器。 接收器通常会在这些类型的应用程序中执行以下操作：它们可能只是为了监控目的接收和显示视频，它们可能处理数据以允许分布式处理架构，它们可能将图像文件保存到 RAID 存储，或者它们可能可以通过合适的服务器性能来完成所有这些事情。
一台计算机通常是多播主机，因此您可以在那里运行一种形式的 EVT_Mcast_Master。 此应用程序控制摄像机并可选择接收视频数据。 一台或多台其他计算机将运行一种形式的 EVT_Mcast_Slave 来接收和处理视频数据。
一般来说，任何 GigEVision 兼容软件都应该与 Emergent 相机配合使用，因为 Emergent 相机已被 AIA 认证为符合 GigEVision 标准。 我们已经使用许多第 3 方软件进行了测试，例如 NI Vision Acquisition Toolbox、MVTec Halcon、Norpix StreamPix 6、Matrox MIL、Cognex VisionPro 等。Emergent 还提供购买相机的免费软件：eCapture 是我们的免费查看器软件，eSDK是我们的 C++ SDK，用于轻松开发高性能应用程序。
具有可用 PCIe x8 或 x16 插槽的标准计算机将在各种操作系统中支持 Mellanox NIC。 华硕的非常简单且便宜的迷你台式机有一个可用的 x16 PCIe 插槽，可用于开发。 Sonnettech Echo Express SE III 等紧凑型扩展机箱可用于固定 NIC 并通过 Thunderbolt 3 连接回笔记本电脑。
高摄像头数量的应用程序通常会采用具有许多可用 PCIe 插槽的戴尔、超微或华硕系统。
最终系统将仅取决于需要多少图像处理以及数据/帧速率。 对于处理器密集型应用程序，可以使用运行 CUDA 或第 3 方 FPGA 卡的 NVidia GPU/视频卡。 由于来自 Mellanox NIC 的数据具有极低的开销，这使得系统可以轻松地将此数据传输到 GPU 以进行进一步处理。
总之，借助 Emergent 相机和主机技术，我们为您的应用提供了成功的最佳机会。
10 年前，Emergent 推出了世界上第一台 Area Scan 10GigE 相机，从那时起就被认为是超高速以太网相机的先驱。 4 年前，Emergent 推出了世界上第一台 25GigE 区域扫描相机和世界上第一台 10GigE 和 25GigE 线扫描相机。 这已被 Vision Systems Magazine 授予金奖和白金奖，并获得 NABSHOW 颁发的 2019 年相机类别年度产品奖。
现在，10 年后，相互竞争的相机公司看到了对高速以太网相机技术的需求。 有些人试图推出他们自己的 10GigE 相机，但他们一直在努力解决性能问题，从而将他们的许多客户带到了我们这里。 我们多年的技术经验在业内是无与伦比的。 我们的产品非常成熟可靠，集成这种高速技术可为客户节省时间和金钱。
与此同时，Emergent 推出了 Xtreme 50GigE 和 Zenith 100GigE 相机在高速相机技术方面的另一项突破。
Emergent 提供开发您的系统和应用程序所需的所有基本配件。
我们提供您可能需要的所有 QSFP28 布线选项，例如适用于多模和单模应用的直接连接电缆或光收发器和 LC-LC 光纤电缆。 单模光纤通常用于超过 100m 的长距离应用，因此请联系 Emergent 了解您的要求。
我们的合作伙伴 Mellanox 提供单端口和双端口 50G 和 100G 网络接口卡。
最后，我们提供 GPIO 和电源选项来完成您的集成需求。
我们是满足您 50GigE 和 100GigE 机器视觉应用需求的一站式商店。
Emergent 在我们的网站上提供了帧率计算器工具： https://emergentvisiontec.com/resources/
